Insegnamento FEMTOCHIMICA
Nome del corso di laurea | Scienze chimiche |
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Codice insegnamento | GP000986 |
Curriculum | Comune a tutti i curricula |
Docente responsabile | Benedetta Carlotti |
Docenti |
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Ore |
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CFU | 6 |
Regolamento | Coorte 2020 |
Erogato | Erogato nel 2021/22 |
Erogato altro regolamento | Informazioni sull'attività didattica |
Attività | Affine/integrativa |
Ambito | Attività formative affini o integrative |
Settore | CHIM/02 |
Anno | 2 |
Periodo | Primo Semestre |
Tipo insegnamento | Opzionale (Optional) |
Tipo attività | Attività formativa monodisciplinare |
Lingua insegnamento | ITALIANO |
Contenuti | Concetti base di Ottica Non Lineare e Fotofisica. Descrizione delle principali tecniche spettroscopiche con risoluzione al femtosecondo in assorbimento e in emissione. Studio di processi ultraveloci di disattivazione degli stati elettronici eccitati (trasferimenti di carica, di energia, di protone, reazioni fotochimiche) in composti organici di varia natura (Femtochimica) e in macromolecole biologiche (Femtobiologia). |
Testi di riferimento | |
Obiettivi formativi | Lo studente acquisirà familiarità con i più importanti concetti di Femtochimica e conoscenza riguardo alle avanzate tecniche spettroscopiche impiegate per lo studio di processi ultraveloci. |
Prerequisiti | Al fine di comprendere gli argomenti affrontati nell’insegnamento sono necessarie conoscenze di base di Spettroscopia Molecolare e di Cinetica. Questi concetti verranno comunque trattati in alcune lezioni previste all’inizio del corso di Femtochimica. |
Metodi didattici | Lezioni frontali in aula con proiezioni di diapositive. Alcune lezioni saranno dedicate all'approfondimento delle tematiche affrontate, altre alla visita del laboratorio di spettroscopia ultraveloce del nostro dipartimento. |
Altre informazioni | E' prevista attività di tutoraggio durante lo svolgimento del corso e successivamente per gli studenti che ne faranno richiesta per aiutarli nella preparazione dell'esame. Gli orari di ricevimento studenti sono disponibili nel sito personale del docente. |
Modalità di verifica dell'apprendimento | L’esame prevede una prova orale. La prova orale consiste in una discussione della durata di circa 30 minuti finalizzata ad accertare il livello di conoscenza e capacità di comprensione raggiunto dallo studente sui contenuti indicati nel programma. La prova orale servirà anche a verificare le capacità di comunicazione dello studente con proprietà di linguaggio ed organizzazione autonoma dell'esposizione. |
Programma esteso | Concetti di ottica. La luce e la sua propagazione nel vuoto e in un dielettrico. Processi non lineari del secondo ordine: generazione di seconda armonica e di frequenze somma/differenza. Processi non lineari del terzo ordine: generazione di luce bianca e assorbimento a due fotoni. Impulsi di luce: dispersione. Concetti di fotofisica e fotochimica. Assorbimento di luce e disattivazione di stati elettronici eccitati: tempi associati ai processi. Solvatazione. Polarizzazione e orientazione molecolare. Trasferimento di energia. Trasferimento di elettrone. Tecniche spettroscopiche ultraveloci. Assorbimento transiente nell’ultravioletto-visibile. Up-conversion di fluorescenza: esempi di apparati sperimentali broadband e con risoluzione temporale molto spinta. Assorbimento transiente nell’infrarosso. Spettroscopia infrarossa bidimensionale. Spettroscopia di fluorescenza eccitata a due fotoni. Spettroscopia di generazione di seconda armonica di superficie. Femtochimica. Trasferimento di carica intramolecolare fotoindotto in sistemi push-pull: dinamica degli stati eccitati; effetti della polarità e della viscosità del solvente. Trasferimento di carica bimolecolare fotoindotto: accoppiamento elettronico e solvatazione; esempi in materiali per il fotovoltaico organico. Trasferimento di energia in sistemi multicromoforici. Trasferimento di protone intramolecolare e intermolecolare allo stato eccitato: fotoacidi e fotobasi. Dinamica degli stati eccitati di molecole sonda all’interfase tra due liquidi. Proprietà di assorbimento a due fotoni di fluorofori, sistemi per la terapia fotodinamica del cancro e iniziatori per la microfabbricazione. Femtobiologia. Isomerizzazione cis-trans nella visione: un esempio di reazione fotochimica ultraveloce. La spettroscopia ultraveloce nello studio della dinamica di DNA e proteine. |